PPP協議基礎與工作流程

2021-10-12 03:35:42 字數 2521 閱讀 4969

簡介:

ppp是點到點鏈路上承載網路層資料報文的一種鏈路層協議,如路由器中的serial介面鏈路預設執行的協議就是ppp,當然能夠允許ppp的遠不止serial這一種埠,其他例如dialer,虛擬模板介面等都可以執行(主要是在pppoe中運用)。

優點:

總體來說可以提供使用者認證、易於擴充、並支援同/非同步通訊,因而活動廣泛運用。可以實現pppoe,pppoa等多種業務,並且還可以運用與專線網路,實現企業總部與分支之間通過ddn網路進行對接。現在來分小點來說明ppp對比其他鏈路層協議的優勢在**:

ppp既支援同步鏈路又支援非同步鏈路,而x.25、fr等資料鏈路層協議僅支援同步鏈路,slip僅支援非同步鏈路。但是現在的ppp基本都是在同步鏈路執行的,預設已經開啟了時鐘進行同步。

ppp具有良好的拓展性,例如,當需要在乙太網鏈路上承載ppp時,ppp可以擴充套件為pppoe。

提供lcp,用來建立、拆除和監控ppp資料鏈路。

提供各種ncp(ipcp,ipxcp等)主要是用來協商在該資料鏈路上所傳輸的資料報的格式與型別,更好的支援網路層協議。

提供認證協議chap(質詢握手認證)、pap(密碼認證協議),主要用於網路安全方面的認證,更好的保證了網路的安全性。

無重傳機制,網路開銷小,速度快。

鏈路控制協議族(link control protocol),主管二層,主要用來建立、拆除和監控ppp資料鏈路。lcp可以自動檢測鏈路環境,如是否存在環路(乙太網需要stp);協商鏈路引數,如最大資料報長度,使用何種認證協議(乙太網需要802.1x)等等。與其他資料鏈路層協議相比,ppp協議的乙個重要特點是可以提供認證功能,鏈路兩端可以協商使用何種認證協議並實施認證過程,只有認證成功才會建立連線。這個此特點使ppp協議很適合被運營商用來接入分散的使用者。

網路層控制協議族(network control protocol),主管三層,主要用來協商在該資料鏈路上所傳輸的資料報的格式與型別。例如ipcp用於協商控制ip,ipxcp用於協商控制ipx協議等。

ppp擴充套件協議族主要用於提供對ppp功能的進一步支援。例如:ppp提供了用於網路安全方面的驗證協議族(pap和chap)。

以lcp報文為例子:

flag域

• flag域標識乙個物理幀的起始和結束,該位元組為0x7e。

address域

• address域可以唯一標識對端。ppp協議是被運用在點對點的鏈路上,因此,使用ppp協議互連的兩個通訊裝置無須知道對方的資料鏈路層位址。按照協議的規定將該位元組填充為全1的廣播位址,對於ppp協議來說,該字段無實際意義。

control域

• 該欄位預設值為0x03,表明為無序號幀,ppp預設沒有採用序列號和確認來實現可靠傳輸。

• address和control域一起標識此報文為ppp報文,即ppp報文頭為ff03。

protocol域

• 協議域可用來區分ppp資料幀中資訊域所承載的資料報型別。如0x0021時,表示ppp幀的資訊欄位是ip資料報文。不同的protocol標識data欄位的不同含義。

• iso標準下的協議域型別:

常用的幾種protocol取值:

information域:lcp、ncp、ip等協議

fcs校驗位域:將每一幀中的第乙個字元@到該幀中正文的最後乙個ascii 字元作「異或」運算, 並將異或的結果轉換為兩個ascii碼, 便得到了fcs , 它作為幀的一部分傳送到接收端。接收端計算出收到的幀的fcs , 如果與傳送端傳送過來的fcs 不同, 可以判定通訊有誤。

dead狀態表示物理層無連線,也是鏈路一開始的階段。建立物理層連線後,便進入了establish階段,通過雙方裝置互相互動lcp的鏈路配置包完成鏈路層的協商,如果協商成功,則進入lcp的open狀態,進入下一步協商,否則退回到dead狀態。鏈路進入open狀態後,如果配置了認證(非預設),則進入authenticate階段進行鏈路認證,否則直接進入network階段。在authenticate狀態如果能夠認證成功,則進入network階段,如果認證失敗,則會遷移到terminate狀態。network是網路層引數協商階段,會為每乙個網路層協議選擇對應的ncp協議進行引數商定,僅當協商成功,進入ncp到達open狀態後,網路層流量才能被ppp鏈路承載。terminate階段也就是終止鏈路階段,ppp鏈路可以在任意時間被終止,除了剛剛的認證失敗的情況,lcp的鏈路結束包,網路管理員手動關閉鏈路等都會讓ppp進入這個階段。例如在lcp在互動了鏈路結束包後,物理層會被緊接著通告斷開連線,重新回到初始的dead狀態。

注意:此處列出的是ppp的工作階段,並非ppp的協議狀態。

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